Starpfāze attiecas uz šūnu cikla sadaļu, kas atrodas starp diviem šūnu dalījumiem. Šajā fāzē šūna veic parastās funkcijas un gatavojas nākamajai mitozei. Mitozes laikā divos starpfāzes kontroles punktos un vienā kontrolpunktā tiek uzraudzīts pareizs šūnu cikla kurss.
Kas ir starpfāze?
Starpfāze ir šūnu cikla sastāvdaļa, kas sastāv no mitozes un fāzes starp šūnu dalīšanu. Šūna šūnu ciklā starpfāzē pavada vairāk nekā 90 procentus laika. Gan starpfāze, gan mitoze atkal tiek sadalīta dažādās daļās.
Šūnu cikls ir atkārtots ciklisks process, kas tiek sadalīts šūnu augšanā un šūnu dalīšanā. Šajā procesā ir iebūvēti vairāki kontroles mehānismi, lai izvairītos no traucējumiem šūnu reprodukcijā.
Šūnu reprodukcijai un šūnu augšanai jābūt līdzsvarotām attiecībām. Embrioģenēzē un fiziskās augšanas fāzēs šūnu ciklā dominē mitoze.
Starpfāze ir sadalīta trīs daļās. Tās ir G1, GS un G2 fāzes. G burts apzīmē angļu vārdu “gap”, kas nozīmē “gap”. Pēc G1 fāzes atkarībā no šūnas veida var sekot garāka atpūtas fāze, ko apzīmē ar G0.
Funkcija un uzdevums
Pēc šūnu dalīšanas (mitozes) vienmēr notiek fāze, kas sagatavo nākamo šūnu dalīšanu. Tāda ir starpfāze. Ķermeņa funkcija vienmēr ir atkarīga no jaunu šūnu veidošanās un veco šūnu nāves.
Dzīves laikā notiek pastāvīgs atjaunošanās un atjaunošanās process. Pat tad, kad organisms ir ļoti vecs, šūnu cikls joprojām darbojas, kaut arī šūnu dalīšana līdz tam arvien vairāk un vairāk palēninās.
Mitozes laikā viena šūna izveido divas jaunas šūnas ar identisku ģenētisko materiālu. Ģenētiskais materiāls hromosomās atrodas kā DNS. Hromosomas savukārt sastāv no vienas vai divām hromatīdām. Hromatīds sastāv no DNS divkāršās virknes un hromatīna proteīniem.
Starpfāzes G1 stadijā hromosomas satur tikai vienu hromatīdu, jo mitozes kontekstā tika atdalīti divi identiski hromosomas hromatīdi un katrs sadalīts starp divām jaunajām šūnām. Starpfāzes G1 stadiju galvenokārt raksturo šūnu augšana un jaunu šūnu organellu veidošanās. Turklāt notiek olbaltumvielu biosintēze un RNS sintēze.
Šajā posmā šūna sasniedz tipisko kodola un plazmas attiecību. Ja šī attiecība tiek pārsniegta, šūna šajā posmā vairs nevar veikt savu īpašo funkciju. Šūna nonāk GS vai G0 stadijā.
GS stadijā (S sintēzei) šūna joprojām atrodas šūnu ciklā un sintezē jaunu DNS, lai replicētu identiskas hromatīdas. Katram hromatīdam tiek izgatavota identiska kopija. Ar centromēra palīdzību tie ir savienoti viens ar otru hromosomā. Tātad hromosoma tagad sastāv no diviem hromatīdiem. Arī centrosomas divkāršojas. Tas rada pamatu nākamajai šūnu dalīšanai.
Tomēr pēc G1 posma var sekot arī G0 posms. G0 stadijas laikā šūna atrodas atgriezeniskā atpūtas fāzē, kurā tā nav sagatavota nākamajai mitozei. Atkarībā no šūnas veida šūna uzņemas svarīgas organisma funkcijas. Atpūtas fāze var būt dažāda garuma. Piemēram, nervu šūnas parasti vairs nedalās, un cilmes šūnas šajā posmā var palikt arī ļoti ilgu laiku.
Tomēr, ja šūna jau atrodas GS stadijā, drīz notiks nākamā šūnu dalīšana. Pēc GS posma G2 posms seko starpfāzei. Šajā fāzē turpinās olbaltumvielu un RNS sintēze, gatavojoties nākamajai mitozei. Tajā pašā laikā tiek veikta pārbaude, lai noteiktu, vai hromatīdu replikācija nebija bez kļūdām.
Kopumā starpfāze ilgst apmēram 23 stundas ar apmēram 10 stundām G1 fāzei, 9 stundas GS fāzei un 4 stundas G2 fāzei. Sekojošā mitoze tiek pabeigta tikai aptuveni 40 minūtēs. Tāpēc pilnīgs šūnu cikls prasa apmēram 24 stundas. Ja starpfāzi pārtrauc atpūtas fāzes, kopējā procesa laiki ir pilnīgi atšķirīgi. Atkarībā no šūnas veida, tas atšķiras.
Slimības un kaites
Traucējumiem šūnu cikla laikā var būt postošas sekas veselībai. Gan augšanas fāzē, gan stabilās dzīves fāzēs vienmēr ir svarīgs pareizais līdzsvars starp šūnu atjaunošanos un veco šūnu nāvi. Ja šīs attiecības tiek traucētas, var attīstīties ļaundabīgi audzēji. Vēzi vienmēr raksturo nekontrolēta šūnu augšana. Normatīvais mehānisms, kas aptur notiekošo šūnu dalīšanos, audzēja darbībā neizdodas. Cēloņi ir dažādi.
Tomēr šūnu ciklā ir trīs kontroles punkti, kas kontrolē pareizu procesu secību un vienlaikus nodrošina pareizu hromosomu sadalījumu. Starpfāzē ir divas vadības sistēmas un viena dalīšanas fāzē - viena vadības sistēma. Mitozes laikā metafāzes kontroles punktā tiek veikta pārbaude, lai noteiktu, vai visas hromosomas ir piestiprinātas pie vārpstas. Starpfāzē ir G1 kontroles punkts un G2 kontroles punkts. Šeit tiek pārbaudīts, vai vides apstākļi ir labvēlīgi šūnu dalīšanai. G2 kontrolpunktā tiek pārbaudīts, vai hromosomās nav divu hromatīdu. Pēc tam šūnu dalīšanos regulē ar ciklīnatkarīgās kināzes un ciklīna kompleksu.
